沖壓工藝可分為分離工序和成型工序兩大類。分離工序包括落料、沖孔、修邊等，成型工序包括拉伸、彎曲、翻邊等。針對(duì)各工序中可能會(huì)存在的起皺、開裂、回彈缺陷，提出較為詳細(xì)的預(yù)防措施與解決方案。

一、回彈

大部分沖壓制件都會(huì)產(chǎn)生回彈缺陷，回彈產(chǎn)生的根本原因可歸納如下，即零件在沖壓變形后，材料由于彈性卻載，導(dǎo)致局部或整體發(fā)生變形。沖壓材料、壓力大小和模具狀態(tài)等都會(huì)影響回彈。對(duì)于回彈缺陷，解決思路如下：(1)補(bǔ)償法，即根據(jù)彎曲成形后五金沖壓件回彈量的大小，預(yù)先在模具上作出等于此工件回彈量的坡度，來補(bǔ)償工件成型后的回彈，該方法中所需補(bǔ)償?shù)幕貜椓看笮≈饕罁?jù)人工經(jīng)驗(yàn)估計(jì)或CAE數(shù)值模擬分析結(jié)果來確定；(2)拉彎法：在板料彎曲的同時(shí)施加拉力，以此使得板料內(nèi)部的應(yīng)力分布較為均勻，進(jìn)而減少回彈量；(3)局部加壓法：使變形區(qū)變?yōu)槿蚴軌旱膽?yīng)力狀態(tài)，從根本上改變彈性變形的性質(zhì)；(4)通過局部加筋及其他增加剛度的方法，以提升沖壓件剛度，減少變形。

二、起皺

起皺缺陷產(chǎn)生的根本原因是由于板料受到擠壓，當(dāng)平面方向的主、次應(yīng)力達(dá)到程度時(shí)，厚度方向失穩(wěn)。按照皺紋形成原因不同，可將其分為兩種類型，種是由于進(jìn)入凹模腔內(nèi)材料過多而形成的材料堆積起皺；種是由于板料厚度方向失穩(wěn)或拉應(yīng)力不均勻而產(chǎn)生的失穩(wěn)起皺。為了該缺陷，具體的解決思路如下：(1)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)角度考慮：盡量減小翻邊高度；使造型劇變區(qū)域呈順滑狀態(tài)連接；對(duì)于產(chǎn)品易起皺部位可適當(dāng)?shù)卦黾游显煨停?2)從沖壓工藝設(shè)計(jì)方面出發(fā)：增大壓邊力，控制進(jìn)料速度；工藝補(bǔ)充增加圓形或方形拉延筋；在合理范圍內(nèi)增加成形工序；(3)對(duì)于沖壓材料的選擇：在達(dá)到產(chǎn)品性能的情況下，對(duì)于一些易起皺的零件，應(yīng)選用成形性好的材料。

三、開裂

開裂缺陷形成的根本原因在于材料在拉伸的過程中，應(yīng)變超過其，直觀的表現(xiàn)是制件表面產(chǎn)生肉眼可見的裂紋。通常可以將其分為三種類型：種是由于材料杭拉強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的破裂，斷裂原因一般是由于凸、凹模圓角處局部受力過大造成的；種是由于材料變形量不足而破裂，如尖點(diǎn)部位的開裂；第三種是由于材料內(nèi)有雜質(zhì)引起的裂紋。因此，為了預(yù)防斷裂缺陷，根本的措施是減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。具體方案如下：(1)選擇合理的坯料尺寸和形狀；(2)調(diào)整拉延筋參數(shù)，防止由于脹力過大引起破裂；(3)增加工藝切口，確定材料合理流動(dòng)，變形均勻；(4)潤滑條件，減小摩擦力，增大進(jìn)料速度；(5)減小壓邊力或采用可變的壓邊力，以控制進(jìn)料阻力；(6)采用延展性和成形性好的材料，減少裂紋。

沖壓件生產(chǎn)工藝階段

一、廢料再利用方法

廢料直接再利用，大廢料后再利用兩種方式，天窗安裝板落料時(shí)發(fā)生的廢料，來制造與這些板材同樣材料及厚度的其他制件，減少材料費(fèi)用減少。如在生產(chǎn)過程中進(jìn)行收集，可使用其它材料和料厚相同的小制件對(duì)其進(jìn)行再次利用，從而提升整車的材料利用率。

二、落料工藝的使用

沖壓件形狀復(fù)雜，單件廢料多的可以通過采用落料工藝提升材料利用率，如圖2所示，采用落料工藝提升了材料的利用率。

三、使用開口拉伸工藝

開口拉伸和閉口拉伸工藝可以看出，開口拉伸工藝的材料利用率明顯高于閉口拉伸工藝。

四、左右件合并工藝的使用

汽車車身上絕大多數(shù)沖壓件為對(duì)稱件，在工藝設(shè)計(jì)時(shí)多考慮左右件合并設(shè)計(jì)，在減少工藝補(bǔ)充、提升材料利用率的同時(shí)，模具制造成本、沖壓件的沖次費(fèi)用等也可以降低。此外一些特別五金沖壓件也可采用一模多件的方式，即一副模具一次能生產(chǎn)多個(gè)同樣制件，這種方式與左右制件成雙效果相同，都能通過減少工藝補(bǔ)充達(dá)到提升材料利用率的目的，門內(nèi)板雙槽工藝，材料利用率預(yù)估為59.38%，采用合并工藝，利用率上升為69.45%。

板料成形又稱為沖壓，這種成形方法通常是在常溫下對(duì)板料進(jìn)行成形，所以也稱冷沖壓。對(duì)于某個(gè)金屬薄板零件，一般要經(jīng)過多個(gè)工藝過程，才能直接用于裝配。常見的工藝過程有如下幾種

(1)沖裁

為了生產(chǎn)和運(yùn)輸方便，板料多是卷料。起先要將板材分離為形狀的坯料才能用于沖壓生產(chǎn)。這是一個(gè)復(fù)雜的塑性剪切和破壞過程，在板料邊緣會(huì)有局部的硬化現(xiàn)象。沖孔和修邊也是沖裁過程。

(2)彎曲

較簡單的情況是沿一條直線將板料折彎。僅在彎曲部分發(fā)生塑性變形。如材料延性不夠，在彎曲部位外表面容易發(fā)生破裂。但由于回彈的原因，控制彎曲角度尤其困難。板料一邊被夾持不動(dòng)，另一邊被夾緊繞邊緣旋轉(zhuǎn)角度；沖頭向下運(yùn)動(dòng)將材料壓入v形模具中；在滾軋機(jī)械中有成套的軋棍，大型面板及復(fù)雜的槽型截面都可以用這種工藝制造；翻邊，通常用于對(duì)沖壓件邊緣進(jìn)行處理。將板料邊緣彎曲直至貼在板料背面，從而使零件形成圓潤的邊緣，叫做包邊。

(3)拉深成形

拉深也叫拉延，是利用模具使沖裁后的坯料變成開口的空心零件的沖壓工藝方法。通常情況下一副拉延模包含凸模、凹模和壓邊圈。拉延工藝普遍應(yīng)用于汽車覆蓋件，與其它工藝配合，可以制造出形狀極為復(fù)雜的零件。按照變形力學(xué)特點(diǎn)可分為：直壁圓筒形零件、盒形件、曲面形狀零件(指曲面旋轉(zhuǎn)體)和非旋轉(zhuǎn)體曲面形狀零件等四種類型。

此外還有脹形、液壓成形、管脹成形、熱成形等多種工藝方式。通常情況下一個(gè)工業(yè)零件的成形過程包含許多基本的成形工藝。汽車覆蓋件是板材沖壓成形加工中較復(fù)雜的，一般要經(jīng)過拉深、修邊、翻邊、沖孔等多道工序才能一個(gè)可用于裝配的零件。能否合格的覆蓋件，關(guān)鍵在于沖壓的可行性。沖壓的質(zhì)量直接決定了零件的較終品質(zhì)，本文就是基于覆蓋件沖壓過程模擬而對(duì)拉延模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和受力分析的。